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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft Sitzgurtschlossanordnungen für Fahrzeuge mit einem lastbegrenzenden Merkmal und ein Anwendungsverfahren dafür.
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HINTERGRUND
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Ein Kraftfahrzeug ist in der Regel mit einer Vielzahl von Sicherheitssystemen ausgestattet, die zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Unfallereignisses konstruiert sind. Eines der primären oder passiven Sicherheitssysteme umfasst ein Sicherheitsgurtsystem, das während eines Aufprallereignisses automatisch aktiviert wird. Das Sicherheitsgurtsystem kann eine Vielzahl von Merkmale aufweisen, wie z.B. einen Gurtaufroller und eine Vorspannvorrichtung zusätzlich zu einem Gurtband, das dazu konstruiert ist, über den Schoß eines Fahrzeuginsassen und über die Brust des Fahrzeuginsassen gelegt zu werden. Der Zweck des Sicherheitsgurtsystems ist die Fixierung des Fahrzeuginsassen im Sitz und im Fahrzeuginnenraum während eines Unfallereignisses, plötzlicher Beschleunigung oder Abbremsung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In wenigstens einer Ausführungsform wird eine Sitzgurtschlossanordnung offenbart. Die Anordnung weist ein Schlossgehäuse, eine sich von dem Schlossgehäuse erstreckende und einen Schlitz definierende Platte und einen Haltebügel mit einem in den Schlitz eingreifenden Niet auf. Die Platte und der Niet sind dazu ausgelegt, dass sich der Schlitz als Reaktion darauf, dass eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert übersteigt, dazu führt, dass das Schlossgehäuse von dem Haltebügel weggezogen wird, plastisch verformt, so dass sich das Schlossgehäuse und die Platte bezüglich des Haltebügels verschieben können. Der Schlitz kann V-förmig sein. Der Schlitz kann eine Vielzahl von Sägezähnen definieren. Die Dicke der Platte kann entlang des Schlitzes zunehmen. Der Haltebügel kann aus einem ersten Material gefertigt sein und die Platte kann aus einem zweiten Material gefertigt sein, wobei das zweite Material weniger steif als das erste Material ist. Die Anordnung kann ferner eine Gurtaufroller-Vorspannvorrichtung aufweisen, die über ein Kabel an dem Haltebügel befestigt ist. Die Anordnung kann auch ein Verriegelungsmerkmal aufweisen, das eine Aufwärtsbewegung des Haltebügels zum Schlossgehäuse und der Platte als Reaktion auf die Aufprallkraft verhindern kann. Die Strecke, über die sich das Schlossgehäuse und die Platte bezüglich des Haltebügels verschieben, darf nicht mehr als ungefähr 50 mm betragen.
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In einer anderen Ausführungsform wird eine Sitzgurtschlossanordnung offenbart. Die Anordnung kann ein Schlossgehäuse, eine sich von dem Schlossgehäuse erstreckende und einen Niet aufweisende Platte und einen Haltebügel, der einen mit dem Niet in Eingriff stehenden Schlitz definiert, aufweisen. Der Schlitz und der Niet sind dazu ausgelegt, dass sich der Schlitz als Reaktion darauf, dass eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert übersteigt, dazu führt, dass das Schlossgehäuse von dem Haltebügel weggezogen wird, plastisch verformt, so dass sich das Schlossgehäuse und die Platte bezüglich des Haltebügels verschieben können. Der Schlitz kann V-förmig sein. Der Schlitz kann eine Vielzahl von Sägezähnen definieren. Die Dicke des Haltebügels kann entlang des Schlitzes zunehmen. Der Haltebügel kann aus einem ersten Material gefertigt sein und die Platte kann aus einem zweiten Material gefertigt sein, wobei das zweite Material steifer als das erste Material ist. Die Anordnung kann ferner eine Gurtaufroller-Vorspannvorrichtung aufweisen, die über ein Kabel an dem Haltebügel befestigt ist. Die Anordnung kann auch ein Verriegelungsmerkmal aufweisen, das eine Aufwärtsbewegung des Haltebügels zum Schlossgehäuse und der Platte als Reaktion auf die Aufprallkraft verhindern kann.
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In einer anderen Ausführungsform wird eine Sitzgurtschlossanordnung offenbart. Die Anordnung weist ein Schlossgehäuse; eine sich von dem Schlossgehäuse erstreckende gefaltete Platte und einen Vorspannungsaufroller auf, der über ein Kabel an der Platte befestigt ist. Die gefaltete Platte kann dazu ausgelegt sein, als Reaktion darauf, dass eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert übersteigt, dazu führt, dass das Schlossgehäuse von der Vorspannvorrichtung weg gezogen wird, aufgeklappt zu werden. Die gefaltete Platte kann eine oder mehrere Metallfalten aufweisen. Die eine oder die mehreren Falten können in einem Zickzack-Muster angeordnet sein. Die eine oder die mehreren Falten können horizontal gefaltet sein. Wenigstens einige der Falten können eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Autositzes und eines zugehörigen 3-Punkt-Sicherheitsgurtsystems;
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Sitzgurtschlossanordnung mit einer Platte und einem Haltebügel in der Sollposition gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
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3A–3D zeigen beispielhafte Detailansichten der Platte und des Haltebügels aus 2;
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4 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Sitzgurtschlossanordnung;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Sitzgurtschlossanordnung aus 2 in der Auslöseposition nach der Vorspannvorrichtung;
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Sitzgurtschlossanordnung aus 5 in der Position nach Lastbegrenzung;
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Sitzgurtschlossanordnung;
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8A zeigt eine weitere Ausführungsform der Sitzgurtschlossanordnung mit einer gefalteten Platte in der Sollposition in einer perspektivischen Ansicht;
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8B zeigt eine Seitenansicht der Sitzgurtschlossanordnung aus 8A;
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8C zeigt die Sitzgurtschlossanordnung aus 8A in der Auslöseposition nach der Vorspannvorrichtung;
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8D zeigt die Sitzgurtschlossanordnung aus 8A in der Position nach Lastbegrenzung;
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9 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Sitzgurtschlossanordnung mit einer gefalteten Platte und einem Haltebügel; und
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Sitzgurtschlossanordnung mit zwei verschiedenen Lastbegrenzungsführungsmerkmalen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Abbildungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Bauteile zu zeigen. Deshalb sind bestimmte konstruktionelle und funktionale Einzelheiten, die hierin offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die Unterrichtung eines Fachmanns, wie er die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten anwenden kann. Wie es für den Durchschnittsfachmann verständlich sein wird, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf eine beliebige der Abbildungen gezeigt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Abbildungen gezeigt sind, um Ausführungsformen zu ergeben, die nicht ausdrücklich gezeigt oder beschrieben sind. Die gezeigten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale entsprechend den Lehren dieser Offenbarung könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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Außer, wenn es ausdrücklich angegeben ist, sind alle numerischen Mengen in dieser Beschreibung, die auf Abmessungen oder Materialeigenschaften hinweisen, so zu verstehen, als wären sie durch das Wort "ungefähr“ bei der Beschreibung des breitesten Umfangs der vorliegenden Offenbarung modifiziert.
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Die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle darauffolgenden Verwendungen derselben Abkürzung hierin und gilt mutatis mutandis für normale grammatikalische Variationen der anfangs definierten Abkürzung. Sofern nicht ausdrücklich etwas Gegensätzliches gesagt wird, wird die Messung einer Eigenschaft mit derselben Technik bestimmt, wie sie zuvor oder später für dieselbe Eigenschaft erwähnt wird/wurde.
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Ein Personenkraftwagen ist üblicherweise mit einer Reihe von Sicherheitsmerkmalen ausgestattet, die dem Schutz des Fahrzeuginsassen während eines Zusammenstoßes oder bei plötzlichem Anhalten dienen. Eines der primären Sicherheitsmerkmale in einem Fahrzeug ist ein Sicherheitsgurtsystem, das zur Sicherung des Fahrzeuginsassen im Sitz gegen eine schädliche Bewegung ausgelegt ist, die bei einem Unfallereignis, einem Ausweichmanöver des Fahrzeugs oder bei plötzlichem Anhalten des Fahrzeugs entstehen kann.
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Es wurden zahlreiche Arten von Sicherheitsgurtsystemen entwickelt. Beispielhafte Sicherheitsgurtsysteme umfassen ein Zweipunkt-Sicherheitsgurtsystem mit einem Beckengurt zur horizontalen Befestigung über der Taille des Fahrzeuginsassen und mit einem Schultergurt, der diagonal über die äußere Schulter des Fahrzeuginsassen platziert wird und innenbordseitig vom Schoß des Fahrzeuginsassen angeschnallt wird, ein 3-Punkt-System, 4-, 5-, 6- und 7-Punkt-Gurtsysteme für Kindersicherheitssitze, Rennwagen, Kunstflugzeuge usw. Kraftfahrzeuge benutzen in der Regel das 3-Punkt-System, von dem ein Beispiel in 1 dargestellt ist. Das 3-Punkt-Sicherheitsgurtsystem 10 hat eine Y-förmige Anordnung mit einem Beckengurtabschnitt 12, der mit einer Endhalterung 16 am Sitz 14 verankert ist. Der Beckenabschnitt 12 ist mit einem Schultergurt 18 verbunden, der eine Zunge 20 aufweist, die in ein Sitzgurtschloss 22 einführbar ist. Bei einem Zusammenstoß verteilt der 3-Punkt-Sicherheitsgurt 10 die Bewegungsenergie des Körpers 24 des Fahrzeuginsassen über die Brust, das Becken und die Schultern. Die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen 24 während eines Unfallereignisses wird somit verlangsamt und gestoppt, wodurch potentielle Verletzungen verhindert werden.
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Zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit können Sicherheitsgurtsysteme mit arretierenden Gurtaufrollern 26 ausgestattet werden. Wie 1 zeigt, ist der Schultergurt 18 an einem Aufroller 26 befestigt. Die Aufroller 26 sollen für den Sitzinsassen 24 etwas freie Bewegung des Oberkörpers ermöglichen und gleichzeitig eine Vorwärtsbewegung während eines Unfallereignisses begrenzen. Ein Aufroller 26 ist üblicherweise eine federgespannte Rolle mit einem Arretierungsmechanismus, der verhindert, dass der Sicherheitsgurt 10 während einer plötzlichen Abbremsung eines Fahrzeugs von der Rolle ausgezogen wird.
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Ein zusätzliches Merkmale des Sicherheitsgurtsystems kann ein Spannvorrichtung oder eine Vorspannvorrichtung 28 sein, die dazu ausgelegt ist, den Sicherheitsgurt 10 anzuziehen, um zu verhindern, dass der Fahrzeuginsasse 24 während eines Unfallereignisses nach vorne geschleudert wird. Die Vorspannvorrichtung 28 kann den Sicherheitsgurt 10 während eines Unfallereignisses aufgrund diverser (nicht gezeigter) Sensoren in der Fahrzeugkarosserie, die die Vorspannvorrichtung 28 auslösen, fast sofort festziehen. Es wurden mehrere Arten von Vorspannvorrichtungen 28 entwickelt, die mehrfach verwendbar sind, wie beispielsweise eine elektrische oder mechanische Vorspannvorrichtung 28. Alternativ kann eine pyrotechnische Vorspannvorrichtung nur ein einziges Mal oder nur für eine Zeitspanne funktionsfähig sein. Eine beispielhafte Vorspannvorrichtung 28 kann ein explosives expandierendes Gas zum Antreiben eines Kolbens, der den Sicherheitsgurt 10 zurückzieht, aufweisen. Wie in 1 zu sehen ist, kann eine Vorspannvorrichtung 28 auf der Schlossseite 22 des Sicherheitsgurtmechanismus 10 wirken. Einige elektrische Vorspannvorrichtungen 28 sind auch dazu konstruiert, den Sicherheitsgurt 10 bei schnellen Beschleunigungen und plötzlichen Abbremsvorgängen festzuziehen.
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Eine Vorspannvorrichtung 28 kann in dem Aufrollersystem 26 enthalten sein, um die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen 24 zu kontrollieren, nachdem die Rolle des Aufrollers während eines Unfallereignisses in eine arretierte Position übergegangen ist.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen, wie sie in 2 zu sehen sind, wird eine Sicherheitssitzgurtschlossanordnung 30 eines 3-Punkt-Sicherheitsgurtsystems offenbart. Die Anordnung 30 weist ein Schlossgehäuse 32 auf, in dem eine mit einem Sicherheitsgurtband 34 verbundene Zunge 20 fixiert werden kann. Das Schlossgehäuse 32 weist eine Platte 36 auf, die sich von dem Schlossgehäuse 32 erstreckt. Die Platte 36 erstreckt sich zu einer Vorspannvorrichtung 28, mit der die Platte 36 über ein Vorspannkabel 37 verbunden ist. Die Platte 36 hat einen Körper 38 und einen in ihrem Körper 38 definierten Schlitz 40. Die Anordnung 30 weist ferner einen Haltebügel 42 mit einem Niet 44 auf, der in den Schlitz 40 der Platte 36 eingreift. Unter normalen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs bleibt der Niet 44 mit dem Schlitz 40 in Eingriff. Aber als Reaktion darauf, dass eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert übersteigt, dazu führt, dass das Schlossgehäuse 32 von dem Haltebügel 42 weggezogen wird, verformt sich der Schlitz 40 plastisch, so dass sich das Schlossgehäuse 32 und die Platte 36 bezüglich des Haltebügels 42 verschieben können. Die Anordnung 30 wirkt somit als Lastbegrenzungsmerkmal, das das Verhalten auf der Brust eines Fahrzeuginsassen während eines Unfallereignisses verbessert.
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Der Körper 38 der Platte 36 kann jede beliebige Form, Größe oder Konfiguration aufweisen, solange der Körper 38 eine ausreichende Länge zur Aufnahme des Schlitzes 40 aufweist. Beispielsweise kann die Platte 36 allgemein rechteckig, quadratisch, kreisförmig, ellipsenförmig, diamantförmig sein oder eine regelmäßige, unregelmäßige, symmetrische oder asymmetrische Gestalt aufweisen. Die Platte 36 kann einen integralen Bestandteil des Schlossgehäuses 32 bilden. Der Schlitz 40 kann ebenfalls jede beliebige Form, Größe oder Konfiguration aufweisen, sofern der Schlitz 40 den Niet 44 in dem Schlitz 40 unter normalen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs fixiert halten kann. Der Schlitz 40 kann jede beliebige der oben erwähnten Formen oder eine andere Gestalt aufweisen. Wie beispielsweise in 2 zu sehen ist, kann der Schlitz 40 V-förmig oder wie ein Dreieck geformt sein, das eine Basis 46 und die Spitze 48 aufweist. Das Dreieck kann ein prototypisches umgekehrtes Dreieck sein, wobei die Basis 46 parallel zur Basis 50 des Schlossgehäuses 32 verläuft. Das Dreieck kann ein gleichseitiges Dreieck, ein gleichschenkliges Dreieck, ein spitzwinkliges Dreieck oder dergleichen sein. Alternativ kann der Schlitz 40 wie ein umgedrehter Buchstabe A mit wenigstens einer Querstange sein, die gegenüberliegende Seiten des Schlitzes 40 verbindet. Die Querstange kann dazu ausgelegt sein, von dem Niet 44 durchbrochen zu werden, wenn sich die Platte 36 gegen den Niet 44 verschiebt.
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In alternativen Ausführungsformen kann der Schlitz 40 eine wiederum andere Gestalt aufweisen. Wie es in 3A zu sehen ist, kann der Schlitz 40 beispielsweise wie ein abgerundetes Rechteck geformt sein, dessen Seiten eine Reihe von Zähnen 52 aufweisen, auf die der Niet 44 auftrifft und sich plastisch verformt, wenn sich die Platte 36 bezüglich des Haltebügels 42 während eines Unfallereignisses verschiebt. Die Zähne 52 können zur Längsachse x der Platte 36 in einer Vielzahl von Winkeln spitz zulaufen. Die Zähne können gleichmäßig, ungleichmäßig, willkürlich oder regelmäßig verteilt sein. Die Zähne 52 können wie ein gleichschenkliges, gleichseitiges, spitzwinkliges, rechtwinkliges oder stumpfwinkliges Dreieck geformt sein. Alternativ können die Zähne 52 gespalten oder gegabelt sein, wie es in 3B zu sehen ist. Die Zähne 52 können vertieft, eingekerbt, eingeritzt, gezahnt, sägeartige, glatt, symmetrisch, asymmetrisch, spitz, stumpf, rau, abgerundet sein, Vorsprünge aufweisen oder spitz zulaufen oder dergleichen, oder eine Kombination davon.
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Alle Zähne 52 können dieselben Abmessungen, dieselbe Orientierung und/oder Form aufweisen und somit eine konstante Lastbegrenzung ermöglichen, wie es in 3A zu sehen ist. Alternativ können zumindest einige der Zähne 52 eine andere Form, Orientierung oder zumindest eine andere Abmessung als die restlichen Zähne 52 aufweisen, wie es in den 3B–3D zu sehen ist. Die Zähne 52 auf den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 40 können ausgerichtet oder nicht ausgerichtet sein. Die Zähne 52 können auf willkürliche oder regelmäßige Weise getrennt voneinander sein. Die Zähne 52 müssen sich weit genug zur Längsachse x der Platte 36 erstrecken, um sicherzustellen, dass der Niet 44 mit wenigstens einem Teil jedes Zahns 52 in Kontakt kommt, wenn sich die Platte 36 bezüglich des Niets 44 verschiebt. In einigen Ausführungsformen sind die Abmessungen der Zähne 52 so bemessen, dass die Länge, Höhe, Breite und/oder Dicke der Zähne zum Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 hin progressiv zunimmt. Eine solche Anordnung stellt eine progressive Lastbegrenzung bereit, weil die zur Verschiebung der Platte 36 bezüglich des Haltebügels 42 notwendige Kraftmenge progressiv zunimmt. Die Anordnung kann zur Erhöhung der Energiemenge beitragen, die von der Anordnung 30 als Reaktion auf die Aufprallkraft absorbiert wird, weil die Verschiebung der Platte gegen den Niet 44 progressiv erschwert wird.
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In 3C ist eine alternative Form des Schlitzes 40 offenbart. Der Schlitz 40 ist wie ein Dreieck mit einer Reihe von Zähnen 52 geformt. Genau wie in 3A ist der Niet 44 im oberen Abschnitt 54 des Schlitzes 40 angeordnet. Ein oberes Paar Zähne 52 verhindert eine Verschiebung des Niets 44 nach unten zum Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 während normaler Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Die gegenüberliegenden Zähne 52 sind über die gesamte Länge ls des Schlitzes 40 ausgerichtet. Aber in einer alternativen Ausführungsform kann ein Teil der gegenüberliegenden Zähne 52 absichtlich in zumindest einem Abschnitt des Schlitzes 40, beispielsweise im Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40, falsch ausgerichtet sein.
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3D zeigt eine andere Ausführungsform des Schlitzes 40 mit Zähnen 52. Wie in 3D zu sehen ist, ist der Niet 44 im oberen Abschnitt 54 des Schlitzes 40 angeordnet. Die Abmessungen des obersten und untersten Paars von Zähnen 52 unterscheiden sich von den Abmessungen der restlichen Zähne 52. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 40 unterscheidet sich in allen verschiedenen Abschnitten des Schlitzes 40. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 40 definiert einen Kanal 58 mit einer Breite w1. W1 kann kleiner als eine Breite im oberen Abschnitt 54 w2, dem Bodenabschnitt 56 w3 oder in beiden sein, wie in 3D zu sehen ist. Alternativ kann die Breite w1 dieselbe wie die Breite w2, die Breite w3 oder beide in zumindest einem Abschnitt des Kanals 58 sein.
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Die Länge ls des Schlitzes 40 ist kleiner als die Länge der Platte lp, wie in 3C zu sehen ist. Die Länge ls kann ungefähr 1/4, 1/2, 1/3, 2/3 der Länge lp betragen. Die Länge ls kann ungefähr 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder mehr der Länge lp betragen.
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Der Bodenabschnitt 56 kann einen wesentlichen Abschnitt des Schlitzes 40 darstellen, wie in 3A zu sehen ist. Alternativ kann der Bodenabschnitt 56 den kleinsten Abschnitt des Schlitzes 40 bilden, wie es in 3C gezeigt wird. Die Form des oberen Abschnitts 54, des unteren Abschnitts 56 oder von beiden kann schwanken. Beispielsweise kann der obere Abschnitt 54, der untere Abschnitt 56 oder beide wie ein Halbkreis, ein Kreis, ein Rechteck, ein Quadrat, ein Vieleck oder ein Dreieck und regelmäßig oder unregelmäßig, symmetrisch oder asymmetrisch oder dergleichen geformt sein.
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Der Haltebügel 42 weist zumindest einen Niet 44 in Eingriff mit dem Schlitz 40 der Platte 36 auf. Der Haltebügel 42 kann jede beliebige Form, Größe und Konfiguration aufweisen, solange der Haltebügel einen Niet 44 aufweist, der die Seiten des Schlitzes 40 der Platte 36 in einem Unfallereignis verformen kann. Wie in den 3A–3D zu sehen ist, weist der Niet 44 einen Kopf 60 mit einer Breite wr auf. Die Breite wr muss größer als eine Breite wc des Kanals 58 sein, so dass eine Verschiebung des Niets 44 zum Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 verhindert wird. Der Niet 44 trägt somit zur Fixierung des Haltebügels 42 bei. Der Kopf 60 kann jede beliebige Form aufweisen, beispielsweise kreisförmig, halbkreisförmig, quadratisch, diamantenförmig, rechteckig, oval, symmetrisch, asymmetrisch, regelmäßig, unregelmäßig oder dergleichen. Der Niet 44 kann alternativ ein Stab, eine Mutter, ein Zapfen, ein Stift, eine Stange, eine Schraube, ein Dorn, ein Stecker, ein Bolzen, ein Befestigungsglied, ein Nagel sein.
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In zumindest einer Ausführungsform kann der Haltebügel 42 zwei oder mehr Niete 44 unterschiedlicher Größen aufweisen. Beispielsweise kann ein erster Niet 44 mit einem ersten Durchmesser dem Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 am nächsten liegen, während ein zweiter Niet 44 mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, im oberen Abschnitt 54 des Schlitzes 40 angeordnet sein kann. Als Reaktion auf die Aufprallkraft wird der Schlitz 40 gegen den ersten Niet 44 mit dem kleineren Durchmesser gedrückt und verformt sich teilweise, bevor er gegen den zweiten Niet 44 mit dem größeren Durchmesser gedrückt wird, so dass sich der Schlitz 40 weiter verformt.
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Die Platte 36 kann zusätzliche Eigenschaften aufweisen, die die Lastbegrenzungsbehandlung der Anordnung 30 unterstützen. Beispielsweise kann die Platte 36 so gefertigt sein, dass die Platte 36 zum Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 progressiv dicker wird. Eine solche Ausführungsform, die eine Platte 36 zeigt, deren Dicke entlang des Schlitzes 40 zunimmt, ist in 4 zu sehen. Die Verschiebung der Platte 36 gegen den Niet 44 wird in einer solchen Ausführungsform aufgrund der zunehmenden Dicke des Materials, aus dem die Platte 36 besteht, fortschreitend schwieriger. In einer weiteren Ausführungsform kann das gesamte Lastbegrenzungsbehandlungsmerkmal auf unterschiedlichen Dicken der Platte 36 statt auf einer bestimmten Gestalt oder gezahnten Merkmalen des Schlitzes 40 beruhen.
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Die Platte 36, der Haltebügel 42 oder beide können aus Metall bestehen, beispielsweise aus verschiedenen Sorten Stahl oder von Metalllegierungen, wobei das Basiselement ohne Einschränkung Eisen oder Titan aufweist. Die Legierungselemente können, ohne darauf beschränkt zu sein, Kohlenstoff, Kupfer, Silizium, Zink, Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Scandium, Rhodium, Blei, Nickel, Kobalt, Lithium, Plutonium, Kalium, Zinn, Zirkonium oder dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. Alternativ kann zumindest die Platte 36 und/oder der Haltebügel 42 aus einem nicht-metallischen harten Material bestehen, wie z.B. einem duroplastischen Polymermaterial oder einem Verbundmaterial mit einer relativ hohen Festigkeit und geringer Brüchigkeit. Beispielsweise kann das Material ein Verbundmaterial mit einer Matrix aus einem duroplastischen Polymer sein, wie z.B. ein Epoxy-Harz, Polydicyclopentadien, Polyamid, Polyimid usw., verstärkt mit Fasern wie z.B. Glas, Kevlar, Kohlenstoff, Polyethylen usw. Andere Materialien sind vorgesehen.
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Der Niet 44 kann aus einem anderen Material gefertigt sein als zumindest ein verbleibender Abschnitt des Haltebügels 42. Der Niet 44, der Haltebügel 42 oder beide können aus einem Material mit höherer Festigkeit, Steifheit, Formbarkeit, Geschmeidigkeit gefertigt sein, das plastische Verformung gestattet, Zug- und Kompressionsbelastungen widerstehen kann, oder eine Kombination davon, als das Material, aus dem die Platte 36 besteht. 3D zeigt den Haltebügel 42, der aus einem ersten Material 62 gefertigt ist, und die Platte 36, die aus einem zweiten Material 64 gefertigt ist, wobei das zweite Material 64 weniger steif als das erste 62 Material ist. Die Platte 36 kann aus mehr als einer Art von Material bestehen. Beispielsweise kann ein Abschnitt der Platte 36, der nahe bei dem Schlitz 40 liegt, aus einem Material mit höherer Festigkeit, Steifheit, Formbarkeit, Geschmeidigkeit, Widerstand gegen Zug- und Kompressionsbelastungen oder eine Kombination davon als das Material der restlichen Abschnitte der Platte 36 gefertigt sein. Die Materialeigenschaften der Metalle, Polymere usw., die zur Herstellung der Platte 36, des Haltebügels 42, des Niets 44 oder einer Kombination davon verwendet werden, können die Lastbegrenzungsbehandlung der Anordnung 30 verbessern, wie oben beschrieben wurde.
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Die Anordnung 30 kann ferner ein Arretierungsmerkmal 66 aufweisen, das eine unerwünschte Bewegung des Haltebügels 42 zum Schlossgehäuse 32 und/oder zur Platte 36, eine Drehung oder eine andere Verschiebung des Haltebügels 42 während der normalen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs verhindern kann. Das Arretierungsmerkmal 66 kann dazu ausgelegt sein, sich aus seinem Eingriff als Reaktion auf die Aufprallkraft zu lösen und so eine Bewegung der Platte 36 bezüglich des Haltebügels 42 zu ermöglichen. Das Arretierungsmerkmal 66 kann jedes Merkmal sein, das diese Funktion erfüllt. Beispielsweise kann das Arretierungsmerkmal 66 ein Klebstoff, Klammern, Nähte oder eine andere relativ schwache Verbindung zwischen dem Haltebügel 42 und der Platte 36, dem Schlossgehäuse 32 oder beiden sein. Alternativ kann der Haltebügel 42 an einem anderen Abschnitt des Fahrzeugs befestigt sein, wodurch der Eingriff des Haltebügels 42 mit dem Schlitz 40 sichergestellt wird. Ein beispielhaftes Verriegelungsmerkmal 66 ist in 4 zu sehen.
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Wie oben erwähnt wurde, bleibt der Niet 44 des Haltebügels 42 während der normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs mit dem oberen Abschnitt 54 des Schlitzes 40 in Eingriff und die Anordnung 30 befindet sich in ihrer Sollposition, die auch als Auslöseposition vor der Vorspannung bezeichnet wird. Die Anordnung 30 ist in ihrer Sollposition in 2 zu sehen.
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Als Reaktion auf eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert überschreitet wird die Vorspannvorrichtung 28 des Aufrollers aber über Signale aktiviert, die von wenigstens einem (nicht gezeigten) Sensor empfangen werden. Folglich verriegelt der Aufroller 26 das Vorspannkabel 37, beispielsweise unter Verwendung eines Mechanismus, der eine Bewegung in nur einer Richtung gestattet, und eine Arretierungszunge wird im Schlossgehäuse 32 arretiert, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen 24 verhindert wird. Ungefähr 5 ms von dem Zeitpunkt an, an dem die Aufroller-Vorspannvorrichtung 28 aktiviert wird, zieht das Vorspannkabel 37 die Sicherheitssitzgurtschlossanordnung 30 zu der Vorspannvorrichtung 28 und arretiert das Vorspannkabel 37, wenn die Anordnung 30 eine vorbestimmte Position erreicht, wie es in 5 zu sehen ist. Die vorbestimmte Position wird auch als Auslöseposition nach der Vorspannung bezeichnet. Der Abstand d1 zwischen der Auslöseposition vor der Vorspannung und der Auslöseposition nach der Vorspannung beträgt höchstens ungefähr 80 mm. Der Abstand d1 kann individuell angepasst werden, indem die Sollposition angepasst wird, durch Veränderung der Anordnung der Vorspannvorrichtung 28, oder anderweitig, so dass der Abstand d1 ungefähr 20–150 mm, 50 bis 100 mm oder 70 bis 90 mm betragen kann.
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Nach der Arretierung des Vorspannkabels 37 beginnen die Teile der Anordnung 30, die nicht am Vorspannkabel 37 befestigt sind, sich zum Fahrzeuginsassen 24 zu bewegen. Der Haltebügel 42 kann sich nicht zum Fahrzeuginsassen 24 bewegen, weil der Haltebügel 42 an dem arretierten Vorspannkabel 37 befestigt ist. Die Platte 36 und das Schlossgehäuse 32 sind andererseits nicht an dem Vorspannkabel 37 befestigt und beginnen, sich aufgrund der während eines Unfallereignisses vorliegenden Aufprallkräfte zum Fahrzeuginsassen 24 zu bewegen. Die Bewegung des Schlossgehäuses 32 mit der damit verbundenen Platte 36 wird aber aufgrund des Vorhandenseins des Niets 44, der mit dem oberen Abschnitt 54 des Schlitzes 40 in Eingriff steht, aber verlangsamt. Um sich von der Vorspannungsvorrichtung 28 weg zu bewegen, wird der Schlitz 40 der Platte gegen den Niet 44 gedrückt, bis der Niet 44 die Begrenzungsposition nach Belastung erreicht, d.h. bis der Niet 44 den Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 erreicht oder bis die einwirkenden Kräfte nicht mehr ausreichen, um den Schlitz 40 gegen den Niet 44 zu bewegen. Wie in 6 zu sehen ist, werden die Seiten des Schlitzes 40 und/oder der Niet 44 plastisch verformt, wenn sich die Platte 36 bezüglich des Haltebügels 42 verschiebt.
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Wie 6 weiter zeigt, kann sich die Anordnung 30 über eine maximale Strecke d2 von 50 mm zum Fahrzeuginsassen 24 von der Auslöseposition nach der Vorspannvorrichtung in die Begrenzungsposition nach Belastung bewegen. Die Strecke d2 kann durch Erhöhung oder Verringerung der Länge der Platte 36, des Schlitzes 40 oder von beiden eingestellt werden, so dass die Strecke d2 ungefähr 10–100 mm, 20 bis 80 mm oder 40 bis 60 mm betragen kann. Wenn die Platte 36 den maximalen Abstand erreicht, kann sie sich aus der Auslöseposition nach der Vorspannvorrichtung bewegen und d1 ist ungefähr 80 mm, und d2 ist ungefähr 50 mm, und die Anordnung 30 ist ungefähr 30 mm unter ihrer Sollposition. Somit wurde verhindert, dass der Fahrzeuginsasse 24 während des Aufpralls nach vorne geschleudert wird, aber es bleibt auch ausreichend Raum zur Reduzierung einer Verletzung der oberen und unteren Abschnitte der Brust des Fahrzeuginsassen. Da sich das Schlossgehäuse 32 ungefähr 30 mm unter seiner Sollposition befindet, wird zusätzlich auch ein Durchrutschen des Fahrzeuginsassen 24 während des Unfallereignisses verhindert. Die oben erwähnten verschiedenen Lastbegrenzungsmerkmale, wie etwa die Sägezähne 52 oder die variierende Dicke der Platte 36, können dazu ausgelegt sein, ein bestimmtes Lastbegrenzungsziel zu erfüllen.
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In einer alternativen Ausführungsform, die in 7 zu sehen ist, ist die Konstruktion der Platte 36 und des Haltebügels 42 umgekehrt, so dass die Platte 36 den Niet 44 aufweist und der Haltebügel 42 den Schlitz 40 aufweist. In dieser Ausführungsform ist der Haltebügel 42 auf dieselbe Weise an dem Vorspannkabel 37 befestigt wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Der in dem Haltebügel 42 geformte Schlitz 40 kann wie ein prototypisches Dreieck geformt sein, wobei die Basis des Dreiecks 46 im Bodenabschnitt 56 des Schlitzes 40 angeordnet ist und die Spitze 48 zum Schlossgehäuse 32 hin zeigt. Der Niet 44 kann im unteren Abschnitt 68 der Platte 36 angeordnet sein. Während die Platte 36 am Schlossgehäuse 32 befestigt ist oder einen integralen Bestandteil des Schlossgehäuses 32 bildet, wie es in den Ausführungsformen oben beschrieben wurde, kann der obere Abschnitt 70 des Haltebügels vorübergehend an der Platte 36 oder an einem anderen Abschnitt eines Fahrzeugs befestigt werden, so dass sich der Haltebügel 42 in seiner Sollposition nicht bewegt. Die Beschreibung des Haltebügels 42, der Platte 36, des Schlitzes 40 und des Niets 44 oben trifft auch auf diese Ausführungsform zu.
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In einer anderen Ausführungsform, die in den 8A–8D gezeigt wird, wird eine andere Art eines Lastbegrenzungsmerkmals als Teil einer Sicherheitssitzgurtschlossanordnung 72 implementiert. Die Anordnung 72 weist ein Sicherheitsgurtschlossgehäuse 32 auf, das an einer Platte 74 mit einer Reihe von Falten 76 befestigt ist. Die gefaltete Platte 74 erstreckt sich zu der Vorspannvorrichtung 28 und ist über ein Vorspannkabel 37 mit der Vorspannvorrichtung 28 verbunden. Während normaler Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs bleiben die Falten 76 gefaltet und die Anordnung 72 bleibt in ihrer Sollposition oder Auslöseposition vor der Vorspannvorrichtung, wie es in den 8A und 8B gezeigt wird.
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Als Reaktion auf eine Aufprallkraft, die einen Schwellenwert übersteigt, wird die Vorspannvorrichtung 28 des Aufrollers über Signale aktiviert, die von wenigstens einem (nicht gezeigten) Sensor empfangen werden, der Aufroller 26 arretiert und eine Verriegelungszunge wird im Schlossgehäuse 32 arretiert, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen 24 verhindert wird, genau wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen. Ungefähr 5 ms ab dem Zeitpunkt an, an dem die Aufroller-Vorspannvorrichtung 28 aktiviert wird, zieht das Vorspannkabel 37 die Sicherheitssitzgurtschlossanordnung 72 zu der Vorspannvorrichtung 28 und arretiert das Vorspannkabel 37, wenn die Anordnung 30 eine vorbestimmte Auslöseposition nach der Vorspannvorrichtung erreicht, wie es in 8C zu sehen ist. Der Abstand d1 zwischen der Auslöseposition vor der Vorspannung und der Auslöseposition nach der Vorspannung kann höchstens ungefähr 80 mm betragen. Der Abstand d1 kann individuell angepasst werden, wie oben erwähnt, so dass der Abstand d1 ungefähr 20–150 mm, 50 bis 100 mm oder 70 bis 90 mm betragen kann.
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Nach der Arretierung des Vorspannkabels 37 beginnt das Schlossgehäuse 32 sich aufgrund der während eines Unfallereignisses vorliegenden Aufprallkräfte zum Fahrzeuginsassen 24 hin zu bewegen. Wenn sich das Schlossgehäuse 32 von der Vorspannvorrichtung 28 weg bewegt, beginnen die Falten 76 der Platte 74 sich zu entfalten, gerade zu strecken und als Lastbegrenzungsbehandlungsmerkmal zu dienen. Der maximale Abstand d3, über den sich die Falten 76 strecken können, beträgt ungefähr 75 mm. Der Abstand d3 kann auf Basis der Anforderungen einer jeweiligen Anwendung durch Erhöhung oder Verringerung der Länge der gefalteten Platte 36 eingestellt werden, um eine gewünschte Positionierung der Anordnung 72 bezüglich des Fahrzeuginsassen 24 während eines Unfallereignisses zu erzielen. Beispielsweise kann der Abstand d3 ungefähr 10 bis 150 mm, 30 bis 100 mm oder 50 bis 80 mm betragen. Wenn der Abstand d1 ungefähr 80 mm beträgt und d3 ungefähr 75 mm ist, und wenn die gefaltete Platte 74 vollständig entfaltet ist, kann sich die Anordnung 72 daher ungefähr 5 mm unter ihrer Sollposition befinden.
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Während die in den 8A–8D gezeigte Anordnung 72 keinen Haltebügel 42 aufweist, der an dem unteren Abschnitt 78 der gefalteten Platte 74 befestigt ist, kann ein Haltebügel 42 vorhanden sein, wie es in 9 zu sehen ist.
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Ferner ist eine Ausführungsform mit zwei Lastbegrenzungsmerkmalen vorgesehen. In einer solchen Ausführungsform, die eine Sicherheitssitzgurtschlossanordnung 80 wie in 10 zeigt, kann der Haltebügel 42 einen Niet 44 aufweisen und ein Schlitz 40, mit dem der Niet 44 in Eingriff ist, kann im unteren Abschnitt 78 der gefalteten Platte 74 gebildet sein. Alternativ kann der Haltebügel 42 einen Schlitz 40 aufweisen, der in einen Niet 44 eingreift, wobei der Niet 44 im unteren Abschnitt der gefalteten Platte 74 integriert ist. Nach der Arretierung des Vorspannkabels 37 und nachdem sich die Anordnung in ihrer Auslöseposition nach der Vorspannung befindet, beginnt das Schlossgehäuse 32 in diesen Ausführungsformen sich aufgrund der während eines Unfallereignisses vorliegenden Aufprallkräfte zum Fahrzeuginsassen 24 hin zu bewegen. Wenn sich das Schlossgehäuse 32 von der Vorspannvorrichtung 28 weg bewegt, beginnt die gefaltete Platte 74 sich zu entfalten, gerade zu strecken und als Lastbegrenzungsmerkmal zu dienen. Gleichzeitig oder nachdem die gefaltete Platte 74 sich zumindest teilweise gestreckt hat, wird der Schlitz 40 gegen den Niet 44 gedrückt, so dass sich der Schlitz 40, der Niet 44 oder beide plastisch verformen. Die Abmessungen beider Lastbegrenzungsmerkmale müssen so eingestellt werden, dass eine gewünschte Positionierung der gesamten Anordnung 80 in der Begrenzungsposition nach Belastung bezüglich des Fahrzeuginsassen während eines Aufpralls erzielt wird.
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Die Falten 76 der gefalteten Platte 74 können auf regelmäßige oder unregelmäßige Weise gefaltet sein. Die gefaltete Platte 74 kann eine oder mehrere Falten 76 aufweisen. Beispielsweise kann die gefaltete Platte 74 ungefähr 1–20 oder mehr Falten, 4–18 Falten oder 8–12 Falten aufweisen. Alle Falten 76 können dieselbe Größe, Gestalt, Konfiguration, Dicke oder Orientierung aufweisen. Alternativ können sich wenigstens einige der Falten 76 von den restlichen Falten 76 durch ihre Größe, Gestalt, Konfiguration, Dicke oder Orientierung unterscheiden. Die Falten 76 können in einer horizontalen oder vertikalen Weise gefaltet sein. Die Falten 76 können wie eine einzelne halbe Falte oder wie der Buchstabe V, eine Akkordeonfalte oder wie der Buchstabe Z, die auch als Zickzackfalte bezeichnet wird, eine Konstruktionsfalte, Umschlagfalte (Gatefold) oder dergleichen geformt sein. Die gefaltete Platte 74 kann mehr als eine Art von Falten aufweisen.
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Zur Verhinderung einer unerwünschten Bewegung oder Auffalten der Falten 76 kann wenigstens ein Arretierungsmerkmal 66 zwischen wenigstens einigen der Falten 76 hinzugefügt werden. Alternativ können wenigstens einige der Falten 76 oder alle Falten 76 zusammen mit dem Arretierungsmerkmal 66 fixiert werden. Das Arretierungsmerkmal 66 kann eine Klebeverbindung, eine Abziehverbindung, Klammern, Prägen, Nähen oder dergleichen sein. Ein Arretierungsmerkmal 66 kann auch die Falten 76 an einem anderen Abschnitt der Anordnung oder an einem anderen Abschnitt des Fahrzeugs befestigen.
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Das Material, aus dem die gefaltete Platte 74 besteht, kann auf Basis der gewünschten Ergebnisse einer bestimmten Anwendung individuell angepasst werden. Beispielsweise können die Falten 76 aus Metall bestehen, z.B. aus verschiedenen Sorten Stahl, einer Metalllegierung wie oben beschrieben, oder einem anderen hochfesten Material, das während normaler Betriebsbedingungen des Fahrzeugs nicht nachgibt, aber während eines Aufpralls ausreichend verformbar ist. Ein alternatives Material für die Platte 74 können verschiedene Arten von hochfesten Polymermaterialien sein, die sich ausreichend dehnen können, ohne zu brechen.
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Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die in der Spezifikation verwendeten Wörter sind beschreibende und nicht einschränkende Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen möglich sind, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen zur Bildung weiterer Ausführungsformen der Offenbarung kombiniert werden.